光伏組件封裝材料（EVA 膠膜）耐候性，氙燈老化試驗(yàn)箱的標(biāo)準(zhǔn)流程是什么？

上海簡(jiǎn)戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)銷(xiāo)售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售經(jīng)營(yíng)各類(lèi)可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的公司。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國(guó)內(nèi)外廠商的信賴(lài)與支持?，F(xiàn)在我們成為許多品牌的供應(yīng)商。

摘要

本技術(shù)論文圍繞光伏組件封裝材料 EVA 膠膜的耐候性測(cè)試需求，詳細(xì)闡述氙燈老化試驗(yàn)箱的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程。通過(guò)梳理相關(guān)國(guó)際與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合 EVA 膠膜的老化機(jī)理，系統(tǒng)分析從樣品制備、試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定、過(guò)程監(jiān)測(cè)到結(jié)果評(píng)估的全流程操作規(guī)范，旨在為準(zhǔn)確評(píng)估 EVA 膠膜耐候性提供科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試指導(dǎo)，保障光伏組件在實(shí)際應(yīng)用中的長(zhǎng)期可靠性與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞

光伏組件；EVA 膠膜；耐候性；氙燈老化試驗(yàn)箱；標(biāo)準(zhǔn)流程

一、引言

隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮某掷m(xù)增長(zhǎng)，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。光伏組件作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其性能和可靠性直接影響發(fā)電效率和系統(tǒng)壽命。EVA 膠膜作為光伏組件的關(guān)鍵封裝材料，能夠?qū)⑻?yáng)能電池片與玻璃、背板緊密粘結(jié)，起到保護(hù)電池片、提高組件透光率和絕緣性能的作用 。然而，在實(shí)際使用過(guò)程中，EVA 膠膜長(zhǎng)期暴露在戶外，會(huì)受到紫外線輻射、溫度變化、濕度波動(dòng)和氧氣等環(huán)境因素的綜合作用，導(dǎo)致材料老化，出現(xiàn)黃變、脫層、力學(xué)性能下降等問(wèn)題，進(jìn)而影響光伏組件的發(fā)電性能和使用壽命 。因此，準(zhǔn)確評(píng)估 EVA 膠膜的耐候性至關(guān)重要。氙燈老化試驗(yàn)箱能夠模擬自然環(huán)境中的多種老化因素，通過(guò)加速老化測(cè)試，在較短時(shí)間內(nèi)評(píng)估 EVA 膠膜的耐候性能，是目前常用的測(cè)試設(shè)備之一。明確其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程，有助于提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為光伏組件的質(zhì)量控制和研發(fā)提供有力支持。

二、EVA 膠膜老化機(jī)理

EVA 膠膜主要由乙烯 - 醋酸乙烯共聚物、交聯(lián)劑、抗氧劑、紫外線吸收劑等添加劑組成 。其老化過(guò)程主要受光氧化、熱氧化和水解等反應(yīng)的影響。在紫外線輻射下，EVA 分子鏈中的化學(xué)鍵吸收能量斷裂，產(chǎn)生自由基，自由基與氧氣發(fā)生反應(yīng)，引發(fā)光氧化反應(yīng)，導(dǎo)致分子鏈降解和交聯(lián)，使膠膜黃變、變硬、變脆；高溫環(huán)境會(huì)加速熱氧化反應(yīng)的進(jìn)行，促進(jìn)分子鏈的斷裂和交聯(lián)；而在潮濕環(huán)境中，EVA 膠膜中的醋酸乙烯酯基團(tuán)易發(fā)生水解反應(yīng)，破壞分子鏈結(jié)構(gòu)，降低膠膜的粘結(jié)性能和力學(xué)性能 。此外，氧氣會(huì)持續(xù)參與氧化反應(yīng)，進(jìn)一步加速 EVA 膠膜的老化。

三、氙燈老化試驗(yàn)箱測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)氙燈老化試驗(yàn)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范 EVA 膠膜耐候性測(cè)試。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如 ISO 4892 - 2:2013《 Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 2: Xenon - arc sources》、ASTM G155 - 18《 Standard Practice for Operating Xenon Arc Light Apparatus for Exposure of Non - Metallic Materials》；國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)如 GB/T 16422.2 - 2014《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第 2 部分：氙弧燈》等 。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氙燈老化試驗(yàn)箱的光源特性、光譜分布、輻照強(qiáng)度、溫度、濕度、試驗(yàn)周期等參數(shù)進(jìn)行了明確規(guī)定，為 EVA 膠膜耐候性測(cè)試提供了統(tǒng)一的操作規(guī)范和質(zhì)量控制依據(jù)。

四、氙燈老化試驗(yàn)箱標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程

4.1 樣品制備

從待測(cè)試的 EVA 膠膜卷材上，按照標(biāo)準(zhǔn)要求裁剪出尺寸合適的樣品。一般情況下，樣品尺寸為 150mm×70mm，數(shù)量不少于 3 個(gè) 。裁剪過(guò)程中要保證樣品表面平整、無(wú)損傷，避免對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生干擾。同時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記，記錄樣品的批次、生產(chǎn)日期等信息，以便后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的追溯和分析。

4.2 試驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)與準(zhǔn)備

在進(jìn)行試驗(yàn)前，需對(duì)氙燈老化試驗(yàn)箱進(jìn)行全面校準(zhǔn)和檢查。使用光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)氙燈光源的光譜分布和輻照強(qiáng)度，確保其符合標(biāo)準(zhǔn)要求；校準(zhǔn)溫度傳感器和濕度傳感器，保證箱內(nèi)溫濕度控制的準(zhǔn)確性；檢查噴淋系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等部件是否正常運(yùn)行 。同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)需求，在試驗(yàn)箱內(nèi)安裝樣品架，將制備好的 EVA 膠膜樣品平整地固定在樣品架上，確保樣品表面能夠均勻接受光照和環(huán)境因素作用。

4.3 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際需求，設(shè)定氙燈老化試驗(yàn)箱的各項(xiàng)參數(shù) 。一般而言，紫外線輻照強(qiáng)度設(shè)定為 0.55W/㎡（@340nm），模擬自然陽(yáng)光中的紫外線輻射強(qiáng)度；試驗(yàn)箱內(nèi)溫度設(shè)定為 65℃，模擬高溫環(huán)境；相對(duì)濕度設(shè)定為 50%，模擬一般氣候條件下的濕度環(huán)境；試驗(yàn)周期通常為 1000h，相當(dāng)于自然環(huán)境下數(shù)年的老化效果 。此外，還需設(shè)置光照與噴淋的循環(huán)程序，如每連續(xù)光照 102min 后，進(jìn)行 18min 的噴淋，模擬自然環(huán)境中的降雨過(guò)程，增強(qiáng)試驗(yàn)的真實(shí)性。

4.4 試驗(yàn)過(guò)程監(jiān)測(cè)

在試驗(yàn)過(guò)程中，要對(duì)氙燈老化試驗(yàn)箱的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。每隔一定時(shí)間（如 1h）記錄一次光照強(qiáng)度、溫度、濕度等參數(shù)，確保試驗(yàn)條件始終符合設(shè)定要求 。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)出現(xiàn)異常波動(dòng)，需及時(shí)調(diào)整設(shè)備，必要時(shí)停止試驗(yàn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修和重新校準(zhǔn)后再繼續(xù)試驗(yàn)。同時(shí)，定期觀察樣品表面的變化情況，如是否出現(xiàn)黃變、氣泡、脫層等現(xiàn)象，并做好記錄。

4.5 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估

試驗(yàn)結(jié)束后，取出樣品，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（溫度 23℃±2℃，相對(duì)濕度 50%±5%）下放置 24h，使樣品性能穩(wěn)定 。然后，從多個(gè)方面對(duì)樣品進(jìn)行性能測(cè)試和評(píng)估：

1. 外觀檢測(cè)：通過(guò)目視觀察和色差儀測(cè)量，評(píng)估樣品的顏色變化、表面形態(tài)變化等，判斷 EVA 膠膜的黃變程度和表面損傷情況 。

2. 粘結(jié)性能測(cè)試：采用剝離強(qiáng)度測(cè)試方法，將 EVA 膠膜與玻璃或背板進(jìn)行粘結(jié)后，測(cè)試其剝離強(qiáng)度，評(píng)估膠膜老化后的粘結(jié)性能變化 。

3. 力學(xué)性能測(cè)試：通過(guò)拉伸試驗(yàn)，測(cè)量樣品的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，分析老化對(duì) EVA 膠膜力學(xué)性能的影響 。

4. 透光率測(cè)試：使用分光光度計(jì)測(cè)量樣品的透光率，評(píng)估老化對(duì) EVA 膠膜透光性能的影響，進(jìn)而判斷對(duì)光伏組件發(fā)電效率的影響 。

根據(jù)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果，綜合評(píng)估 EVA 膠膜的耐候性能，判斷其是否滿足光伏組件的使用要求 。

五、結(jié)論

明確氙燈老化試驗(yàn)箱測(cè)試光伏組件封裝材料 EVA 膠膜耐候性的標(biāo)準(zhǔn)流程，從樣品制備、設(shè)備校準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)定到結(jié)果評(píng)估的每一個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能夠有效提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性 。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)流程的實(shí)施，可以為 EVA 膠膜的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)，助力提升光伏組件的長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性，推動(dòng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展 。未來(lái)，隨著光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)組件性能要求的提高，還需進(jìn)一步完善和優(yōu)化氙燈老化試驗(yàn)箱的測(cè)試流程，以適應(yīng)新型 EVA 膠膜材料和復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的測(cè)試需求 。

關(guān)于我們

• 上海簡(jiǎn)戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷(xiāo)售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售經(jīng)營(yíng)各類(lèi)可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國(guó)內(nèi)外廠商的信賴(lài)與支持。自公司成立以來(lái),多次服務(wù)于國(guó)內(nèi)外大學(xué)和研究所等檢測(cè)機(jī)構(gòu),如清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、法國(guó)申美檢測(cè)、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實(shí)施室方案和設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)。努力開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測(cè)試設(shè)備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊(duì)伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)。

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• 　上海簡(jiǎn)戶榮獲企業(yè)，表明上海簡(jiǎn)戶在技術(shù)、科技成果轉(zhuǎn)化、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面得到了國(guó)家的高度認(rèn)可。簡(jiǎn)戶一直秉承"服務(wù)以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設(shè)備及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，提供的送貨上門(mén)、安裝調(diào)試、一年的設(shè)備保養(yǎng)、終身維修，技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發(fā)展、讓客戶與公司實(shí)現(xiàn)雙贏局面。
  

• 簡(jiǎn)戶是集設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售、研發(fā)、維修服務(wù)等為一體的綜合集團(tuán)公司，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)之間，都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，提供的環(huán)境設(shè)備。公司創(chuàng)始人從事儀器設(shè)備行業(yè)20余年，經(jīng)驗(yàn)豐富、資歷雄厚，帶領(lǐng)簡(jiǎn)戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來(lái)，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業(yè)所需的產(chǎn)品測(cè)試設(shè)備裝置。
  

• 簡(jiǎn)戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務(wù)隊(duì)伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都以客戶的觀點(diǎn)與需求作為思考的出發(fā)點(diǎn)，目前擁有博士學(xué)位2人，碩士5人，參與環(huán)境試驗(yàn)箱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)起草和發(fā)行。企業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)里通過(guò)ISO9001。是中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)會(huì)員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國(guó)儀器儀表20強(qiáng)品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會(huì)民企館。簡(jiǎn)戶自創(chuàng)辦以來(lái)，參與3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)起草與制定，獲得40+件原創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、軟著、集成電路)，6次獲得上海科技型中小企業(yè)稱(chēng)號(hào)，合作過(guò)3200+家合作客戶(其中世界500強(qiáng)高校600家)。